Полярні сяйва

Переглянь цікаве Відео

Одним з красивих оптичних явищ є полярне сяйво.

В більшості випадків полярні сяйва мають зелений або синій-зелений відтінок з плямами, що зрідка з'являються, або облямівкою рожевого або червоного кольору.

Загадкове полярне сяйво - це люмінесценція (світіння) верхніх шарів атмосфер всіх планет, які мають магнітосферу, внаслідок їх взаємодії з зарядженими частинками сонячного вітру. У нас на Землі полярні сяйва спостерігаються переважно у високих широтах обох півкуль в овальних зонах-поясах, які точують магнітні полюси планети - авроральних овалах. Полярні сяйва навесні та восени виникають помітно частіше, ніж взимку чи влітку. Полярні сяйва спостерігають в двох основних формах – у вигляді стрічок і у вигляді плям. Коли сяйво інтенсивне, воно набуває форми стрічок. Втрачаючи інтенсивність, воно перетворюється на плями. Проте багато стрічок зникають, не встигнувши розбитися на плями.  Стрічки як би висять в темному просторі неба, нагадуючи гігантську завісу або драпіровку, що протягнулася зазвичай зі сходу на захід на тисячі кілометрів. Висота цієї завіси складає декілька сотень кілометрів, товщина не перевищує декількох сотень метрів, причому такий голублений і прозорий, що крізь нього видно зірки. Нижній край завіси досить різко і виразно обкреслений і часто підфарбований в червоний або рожевий колір, що нагадує облямівку завіси, верхній, – поступово втрачається у висоті і це створює особливо ефектне враження глибини простору.

Пік частотності доводиться на періоди, найближчі до весняного і осіннього рівнодення. 

"Вогняна веселка"

Кольорові смуги виникають на небі в результаті проходження вітла через кристали криги в перистих хмарах, покриваючи небо райдужною плівкою". Цей природний феномен дуже важко побачити, тому що кристали льоду і сонячне світло повинні бути під певним кутом одне до одного, щоб створити ефект "вогняної веселки". 

"Примара Броккена"

У деяких районах Землі можна спостерігати дивне явище: людина, стоячи на горі, за спиною якої сходить або заходить сонце, бачить, що її тінь, яка лягає на хмари,  стає неправдоподібно величезною. Це відбувається через те, що дрібні краплі туману особливим чином заломлюють і відбивають сонячне світло. Назву явище отримало від імені вершини Броккен у Німеччині, на якій, через часті тумани, можна регулярно спостерігати цей ефект.

"Туманна" веселка

Туманний ореол схожий на безбарвну веселку. Як і звичайна веселка, цей ореол утворюється шляхом заломлення світла через водяні кристали. Однак, на відміну від хмар, що формують звичайну веселку, туман, що породжує цей ореол, складається з більш дрібних часток води, і світло, заломлюючись у цих крапельках, не розцвічує його.

Глорія

Коли світло піддається ефекту зворотного розсіювання (дифракція світла, раніше вже відбитого у водяних кристалах хмари), воно повертається від хмари у тому ж напрямку, по якому падало, і утворює ефект "Глорія".  Спостерігати цей ефект можна тільки на хмарах, які перебувають прямо перед глядачем або нижче його, у місці, що перебуває на протилежній стороні до джерела світла. Таким чином, побачити Глорію можна тільки з гори або з літака, причому джерела світла (Сонце або Місяць) повинні перебувати прямо за спиною спостерігача. Райдужні кола Глорії в Китаї ще називають Світлом Будди.

На цій фотографії прекрасний райдужний ореол оточує тінь повітряної кулі, що впала на хмара.

Райдужні хмари

 Коли Сонце розташовується під певним кутом до крапельок води, з яких складається хмара, ці краплі заломлюють сонячне світло й створюють незвичайний ефект "райдужної хмари". Своїми кольорами хмари, як і веселка, зобов'язані різній довжині хвиль світла

Зелений промінь

Зелений промінь - рідкісне оптичне явище, спалах зеленого світла в момент зникнення сонячного диска за горизонтом або появи його з-за обрію. Для спостереження зеленого променя необхідні три умови: відкритий горизонт (в степу або на морі за відсутності хвиль), чисте повітря і вільна від хмар сторона горизонту, де відбувається захід або схід Сонця.

Фізика цього явища полягає в тому, що заломлення сонячних променів в атмосфері супроводжується їх дисперсією, тобто розкладанням в спектр. В результаті накладання кольорових променів від окремих точок сонячного диска центральна частина його залишиться білою (а точніше, за рахунокр озсіювання весь диск стає червоним) і лише верхній та нижній краї диска стають відповідно синьо-зеленим та помаранчево-червоним. Але оскільки ці смужки дуже тонкі, а наше світило яскраве, побачити їх вдається лише тоді, коли яскрава частина знаходиться за горизонтом.

Власне, коли Сонце занурюється за горизонт, останнім променем ми мали б побачити фіолетовий. Однак короткохвильові промені - фіолетові, сині, блакитні - на довгому шляху в атмосфері настільки сильно розсіюються, що не доходять до земної поверхні. Крім того, до променів цієї частоти спектра око людини менш чутливе. Саме тому останній промінь сідаючого Сонця має яскравий смарагдовий олір.

Світлові стовпи

  Явище виникає,  коли сонячне світло відбивається від поверхонь дрібних крижаних кристалів, які являють собою завислі у повітрі крижані пластинки або стрижні з шестикутним перетином. При падінні в повітрі ці кристали прагнуть зайняти горизонтальну позицію, і вигляд світлового стовпа залежить від їх взаємного розташування.

Такі кристали  утворюються у високих перистих хмарах, найчастіше в перисто-шаруватих. При низьких температурах подібні кристали також можуть утворюватись і в більш низьких шарах атмосфери. Тому, світлові товпи частіше спостерігаються в холодну пору року.

Світлові стовпи нерідко формуються навколо Місяця, міських вогнів і інших яскравих джерел світла. Стовпи, викликані низькорозташованими джерелами світла, зазвичай набагато довші, ніж сонячні або місячні стовпи.

Двоопуклі хмари

Надзвичайно рідкісне явище, яке з'являється переважно перед ураганом. Англійська назва цього явища - Mammatusclouds, дослівно перекладається як «Молочні хмари», оскільки за своєю формою вони нагадують молочні залози (наприклад, вим'я корови).

Основа двоопуклих хмар має специфічну комірчасту або сумчасту форму. Осередки зазвичай мають розмір близько півкілометра, найчастіше різкоокреслені, але бувають і з розмитими краями. Колір зазвичай сіро-блакитний, як і у основної хмари, але через потрапляння прямих променів Сонця або підсвічування від інших хмар, можуть здаватись золотистими або червонуватими.

Ілюзія Місяця

Ілюзія Місяця («місячна ілюзія») - оптична ілюзія, при якій розмір Місяця, коли той знаходиться низько над горизонтом, здається в кілька разів більшим у порівнянні з тим, як він сприймається при знаходженні високо в небі (в зеніті), хоча проекції Місяця на сітківку ока в обох випадках рівні між собою. Ілюзія виникає також при спостереженнях Сонця, планет та сузір'їв.

Широко поширена помилкова думка, яка полягає в тому, що більший розмір Місяця над горизонтом пояснюється ефектом збільшення, який створюється атмосферою Землі. Однак, на розмір Місяця атмосфера ніяк не впливає, а лише змінює його колір. Насправді ж «місячнаі люзія» це лише особливість людського сприйняття.

Найпростіший спосіб продемонструвати ілюзорність ефекту - це потримати невеликийоб'єкт (наприклад, монетку) на витягнутій руці, прикривши при цьому одне око. Порівнюючи розмір об'єкта з великим Місяцем у горизонту і з маленьким Місяцем в небі, можна побачити, що відносний розмір не змінюється. Можна також зробити з аркуша паперу трубу і дивитися через неї тільки на Місяць, без оточуючих об'єктів - ілюзія зникне.

Пояс Венери

Цікаве оптичне явище, яке виникає за умови запиленоїа тмосфери - незвичайний «пояс» між небом та горизонтом. Виглядає пояс Венери, як смуга від рожевого до помаранчевого кольору між темним нічним небом внизу і блакитним небом вгорі. З'являється він перед сходом або після заходу в місці, протилежномуСонцю.

Пояс Венери можна спостерігати будь-де, але потрібно, щоб небо біля горизонту було чистим. Власне, в поясі Венери атмосфера розсіює сонячне світло, яке під час світанків та заходів Сонця виглядає більш червоним, тому й виходить рожевий колір, а не синій.

Гало

Зазвичай гало виникають при підвищеній вологості або лютому морозі - раніше гало вважалося явищем згори, і люди чекали чогось незвичайного. Але гало, це лише ще один оптичний феномен. Він являє собою сяюче кільце навкол ооб'єкта - джерела світла. Існує безліч типів гало, але викликані вони переважно крижаними кристалами в перистих хмарах на висоті 5-10 км у верхніх шарах тропосфери. Вигляд кожного конкретного гало залежить від форми і розташування кристалів.

Білі світлові окружності навколо Сонця або Місяця, які виникають у результаті заломлення або відбиття світла кристалами льоду або снігу, що перебувають в атмосфері, називаються гало. В атмосфері присутні невеликі кристали води, і коли їх грані утворюють прямий кут із площиною, що проходить через Сонце, того, хто спостерігає ефект, на небі стає видний характерний білий ореол, що оточує Сонце. Так грані відбивають промені світла з відхиленням на 22°, утворюючи гало. У холодну пору року гало, утворені кристалами криги та снігу на поверхні землі, відбивають сонячне світло й розсіюють його в різних напрямках, утворюючи ефект з назвою "діамантовий пил".

Місячна веселка

   Ми майже звикли до звичайної веселки. Але нічна веселка набагато більш рідкісне явище, ніж веселка денна. Вона  може з'явитись лише тоді, коли Місяць повний або майже повний - саме в цей час він буває найяскравішим. І все одно його яскравості недостатньо - місячна веселка значно блідіша за звичайну. Це пояснюється тим, що Місяць відбиває від Сонця менше світла, ніж випромінює саме Сонце. Для появи місячної веселки, за винятком тих, які викликані водоспадом, Місяць має знаходитись невисоко в небі (менше ніж 42 градуси і бажано ще нижче) і небо має бути темним. І звичайно ж навпроти Місяця повинен йти дощ. Шукати місячну веселку потрібно на протилежній від Місяця стороні неба. Феномен місячної веселки спостерігається лише в кількох місцях у світі. Наприклад, на території Йосемітського національного парку (США) знаходиться велика кількість водоспадів, тому тут можна спостерігати місячні веселки, особливо при весняному підвищенні рівня води від талого снігу. Але, ймовірно, при достатньо сильному тумані і ясній погоді, нічну веселку можна спостерігати на будь-яких широтах.